1. Introducción

La leche ha sido una importante fuente de alimento para las sociedades humanas durante miles de años, y la domesticación de los animales jugó un papel importante en el desarrollo de los productos lácteos (1, 2). Los primeros animales domesticados fueron ovejas y cabras, que eran fáciles de manejar y proporcionaban leche, carne y lana (3–5). La historia de la cría de ovejas en China se remonta a miles de años, siendo la oveja de lana semifina de Yunnan una de las razas culturales importantes (5). Esta raza es conocida por su excelente calidad de lana, alta adaptabilidad y fuerte robustez, lo que la hace adecuada para la producción de lana y carne (6). A lo largo de los años, se han realizado esfuerzos para mejorar la calidad de la lana de las ovejas de lana semifina de Yunnan mediante el cruce con otras razas como ovejas híbridas Rambouillet, ovejas caucásicas, ovejas de lana fina de Xinjiang, ovejas Romney de Nueva Zelanda y ovejas Lincoln (7). Estos esfuerzos han resultado en el desarrollo de una combinación cruzada ideal que ha ayudado a aumentar la población de ovejas de lana semifina de Yunnan (6, 7). La alta adaptabilidad de las ovejas de lana semifina de Yunnan a climas fríos, grandes altitudes y condiciones hipóxicas las ha convertido en una opción preferida para la cría de ovejas en regiones alpinas (8) y, del mismo modo, también se observó adaptabilidad en otros animales domésticos (9). Como resultado, la población de ovejas de lana semifina de Yunnan se ha expandido continuamente y se han convertido en una fuente importante de lana y productos cárnicos en China.

La proteína es un nutriente esencial para el crecimiento, desarrollo y mantenimiento de tejidos y células en el cuerpo. Como donante de nitrógeno, desempeña un papel crucial en la síntesis de hormonas, enzimas y otras moléculas esenciales (10). La ingesta inadecuada de proteínas puede conducir a la desnutrición, debilidad y enfermedades en las ovejas lactantes. La deficiencia también puede afectar el crecimiento y desarrollo de sus corderos, lo que lleva a un crecimiento atrofiado y una inmunidad reducida. Por otro lado, la ingesta excesiva de proteínas puede sobrecargar el metabolismo de la oveja y resultar en la desaminación del exceso de aminoácidos. Los subproductos de la desaminación, como el amoníaco y la urea, pueden ser tóxicos y causar problemas de salud. Además, el exceso de nitrógeno excretado en la orina y las heces puede conducir a la contaminación ambiental y dañar los ecosistemas (10-12). Por lo tanto, es esencial proporcionar cantidades adecuadas pero no excesivas de proteínas en la dieta de las ovejas lactantes para mantener su salud y prevenir la contaminación ambiental. Los rasgos de rendimiento de las ovejas pueden mejorarse a través de mejores planes de cría, una nutrición adecuada, un manejo moderno y una buena salud (13). Las ovejas generalmente comen afuera en el verano y en el establo en el invierno, dependiendo del clima. Las ovejas se crían en interiores, por lo que sus hábitos alimenticios son cada vez más consistentes. Por lo tanto, los efectos de la alimentación en la producción ovina se convirtieron en un área importante de investigación (13, 14). Las proteínas son nutrientes esenciales para los rumiantes, y sus actividades metabólicas y producción dependen de la calidad y cantidad de proteínas en su dieta (14, 15). Se considera que la leche de oveja tiene un mayor valor nutricional que la leche de cabra y vaca, con niveles más altos de proteínas, lípidos, minerales y vitaminas que son esenciales para la salud humana (16, 17).

La microbiota ruminal desempeña un papel fundamental en la degradación de ácidos grasos volátiles, vitaminas y proteínas microbianas, proporcionando casi el 3er cuarto del requerimiento energético en el cuerpo de las ovejas (18). La alimentación temprana y la calidad y composición nutricional de la alimentación pueden afectar el microbioma ruminal, lo que en última instancia puede afectar el rendimiento del animal (19). El estudio tiene como objetivo investigar el efecto de diferentes niveles dietéticos de proteína cruda en la producción de leche, el aumento de peso corporal, los parámetros bioquímicos de la sangre y la abundancia de poblaciones de microbiomas fecales en ovejas lactantes de lana semifina de Yunnan.

2. Materiales y métodos

2.1. Declaración ética

El estudio actual sobre ovejas fue aprobado por el comité ético del Instituto Veterinario y de Ciencia Animal de Yunnan (201911004). Durante los ensayos de campo se siguieron los protocolos y directrices adecuados según (Orden Nº 2 de la Comisión Estatal de Ciencia y Tecnología de la República Popular China, 1988) y (el Comité Permanente del Congreso Popular Provincial de Yunnan 2007.10).

2.2. Preparación de ovejas para el experimento, medición del peso corporal y recogida de muestras fecales

El sitio del experimento (26° 22N; 103° 40E) se encuentra en el Instituto Veterinario y de Ciencia Animal de Yunnan, ciudad de Kunming, China (26° 22N; 103° 40E). Para este propósito, un total de 18 ovejas (2 años) con un peso corporal promedio de 38.52 ± 1.57 kg se dividieron en 3 grupos y cada grupo consistió en 6 ovejas para el ensayo experimental. El alimento se formuló de acuerdo con el estudio previo con ligeras modificaciones 20 y se administraron varios niveles de proteína a animales de experimentación como se muestra en la Tabla 1. Después de 135 días de embarazo, las ovejas fueron introducidas a la dieta formulada dos veces al día exactamente a las 8:30 a.m. y 16:00 p.m. Las ovejas se dividieron en tres grupos (S-I, S-m y S-h) y se alimentaron con dietas con diferentes niveles de proteína, como 8.58, 10.34 y 13.93%, respectivamente. La dieta formulada se administró dos veces al día, y el ensilaje de maíz se administró a las ovejas en otros momentos del día. Las ovejas fueron alojadas individualmente y tuvieron acceso ad libitum al agua. Las muestras fecales se recolectaron del recto terminal después de 90 días de parto, y ~ 10 g de muestras fecales frescas se almacenaron en un tubo de congelación estéril de 10 ml e inmediatamente se transportaron a un congelador de -80 ° C para su almacenamiento. El peso corporal de las ovejas se registró al comienzo del experimento, después de 12 h de parto, y en el día 90 del estudio. Las ovejas son ordeñadas dos veces al día durante el tiempo de alimentación.

Tabla 1. La formulación del alimento, el contenido de nutrientes y los diferentes niveles de proteína (base seca al aire).

2.3. Parámetros bioquímicos de la sangre

Se recogieron aproximadamente 5 ml de sangre de su vena yugular utilizando tubos vacutainer que contenían ácido etilendiaminotetraacético (EDTA), antes de alimentarse en la mañana del día 90. Las muestras de sangre se centrifugaron a 4 ° C durante 15 minutos a 3.000 × g, y el plasma resultante se almacenó a -20 ° C hasta un análisis adicional. Las muestras de plasma se analizaron para varios parámetros utilizando kits comerciales fabricados por Roche Diagnostics Products Co., Ltd., Shanghai, China. El parámetro sanguíneo estudiado incluye; aspartato aminotransferasa (AST), glucosa (GLU), proteína total (TP), alanina aminotransferasa (ALT), colesterol en sangre (CHOL), triglicéridos (TG), lactato deshidrogenasa (LDH), colesterol de lipoproteínas de alta densidad (HDL), colesterol de lipoproteínas de baja densidad (LDL-C), ácido láctico (LACT), creatinina (CREA), proteína c reactiva (PCR), UREA, nitrógeno ureico en sangre (BUN) y albúmina (ALB).

2.4. Extracción de ADN

De acuerdo con las instrucciones del fabricante, el ADN se extrajo de las muestras fecales utilizando el kit de ADN en heces E.Z.N.A. Después del proceso de extracción de ADN, el ADN se eluyó utilizando 50 μL del tampón Elution. La elución es el proceso de eliminar el ADN de la matriz de extracción y colocarlo en una solución tampón, que luego se puede utilizar para aplicaciones posteriores como PCR o secuenciación. El tampón Elution utilizado en este protocolo probablemente contiene una baja concentración de sal para minimizar la interferencia con las aplicaciones posteriores. Después de la elución, las muestras de ADN se almacenaron a -80 ° C para su uso posterior.^®

2.5. Amplificación por PCR y secuenciación del ADNr 16S

La amplificación y secuencia de la región V3-V4 del gen rRNA de subunidad pequeña procariota (16S) se realizó utilizando el cebador específico 341F (5′-CCTACGGGGGGCWGCAG-3′) y 805R (5′-GACTACHVGGGTATCTAATCC-3′). Este gen se usa comúnmente como un marcador para identificar y clasificar bacterias y arqueas. Los cebadores se modificaron con códigos de barras y cebadores universales para permitir la multiplexación y secuenciación de múltiples muestras. La mezcla de reacción de PCR contenía una mezcla de reacción de 25 μL que contenía 25 ng de ADN de plantilla, 2,5 μL de cada cebador, 12,5 L de premezcla de PCR y agua de grado de PCR utilizada para ajustar el volumen total para la amplificación por PCR. La mezcla de reacción de PCR contenía ADN de plantilla, cebadores, premezcla de PCR y agua, y la reacción se ejecutó durante 32 ciclos con condiciones de temperatura específicas para desnaturalización, recocido y extensión. Los productos finales de PCR se evaluaron mediante electroforesis en gel de agarosa al 2%, y luego se purificaron y cuantificaron utilizando perlas AMPure XT y Qubit, respectivamente. El tamaño y la cantidad de la biblioteca de amplicones se analizaron utilizando el bioanalizador Agilent 2100, y la biblioteca se cuantificó utilizando el kit de cuantificación de la biblioteca Illumina. Finalmente, las bibliotecas se secuenciaron utilizando la plataforma NovaSeq PE250.

2.6. Análisis bioinformático

Las lecturas de secuenciación sin procesar adquiridas se procesaron para obtener lecturas válidas para su posterior análisis. En el primer paso, cutadapt v1.9 se utiliza para eliminar estos adaptadores de secuenciación de las lecturas de secuenciación sin procesar 21. Los adaptadores de secuenciación son piezas cortas de ADN que se agregan a los extremos de los fragmentos de ADN para permitir que sean secuenciados por la máquina de secuenciación. Esto es importante porque los adaptadores pueden causar problemas durante el análisis posterior, como errores en la alineación de lectura y llamadas a variantes. Después de extraer el adaptador, las lecturas de baja calidad se recortan con fqtrim v0.94. Este paso elimina las bases de baja calidad de los extremos de las lecturas, lo que puede mejorar la precisión del análisis posterior. El recorte se realiza utilizando un algoritmo de ventana deslizante, que calcula el puntaje de calidad promedio sobre un tamaño de ventana fijo y recorta las bases con puntajes por debajo de un cierto umbral. Las lecturas restantes se alinean con el genoma del huésped usando pajarita2 22. Este paso elimina cualquier lectura que coincida con el genoma del huésped, lo que puede ser útil cuando se analizan muestras microbianas que se espera que tengan una menor contaminación del huésped.

2.7. Análisis estadístico

El análisis estadístico se realizó utilizando el programa SPSS 19.0. Se utilizó ANOVA unidireccional para analizar los datos relacionados con la ganancia diaria, Chao1, especies observadas e índice de Shannon. Se utilizó la prueba de Tukey (HSD) para comparar medias, y los resultados se expresaron como medias ± SEM. El punto de corte para la significación estadística se estableció en P < 0,05 o P < 0,01, lo que indica que cualquier diferencia observada con un valor de p inferior a estos umbrales se consideró estadísticamente significativa.

3. Resultados

3.1. Efecto de los diferentes niveles de proteínas dietéticas sobre el aumento de peso, la producción de leche y el contenido de proteínas en ovejas

El aumento de peso diario de las ovejas lactantes se midió y se comparó entre los tres grupos. Los resultados mostraron que hubo una diferencia significativa (P < 0,01) en el aumento de peso diario entre el grupo S-I y los grupos S-m y S-h como se muestra en la Figura 1. Sin embargo, no hubo diferencias significativas (P > 0,01) en el aumento de peso entre los grupos S-m y S-h. Esto sugiere que un mayor nivel de proteína dietética puede ser beneficioso para el aumento de peso en ovejas lactantes. También se midió y comparó la producción diaria de leche entre los tres grupos. Los resultados mostraron que el rendimiento lácteo del grupo S-I fue significativamente (P < 0,01) menor que el de los grupos S-m y S-h (Tabla 2). Sin embargo, no hubo diferencia significativa (P > 0,01) en la producción de leche entre los grupos S-m y S-h. Esto sugiere que un mayor nivel de proteína dietética también puede ser beneficioso para la producción de leche en ovejas lactantes. También se midió el contenido de proteína láctea, pero no se encontraron diferencias significativas (P > 0,05) entre los grupos. En general, estos resultados sugieren que un mayor nivel de proteína dietética puede ser beneficioso para el aumento de peso y la producción de leche en ovejas lactantes, pero puede no afectar el contenido de proteína de la leche.

Figura 1. Después de 90 días de alimentación, la ganancia diaria media en el grupo S-I (49,065,47 g/día) fue significativamente menor que en el grupo S-m (76,2413,10 g/día, P < 0,01) y el grupo S-h (87,5514,78 g/día, P < 0,01). Sin embargo, no hay diferencia entre el grupo S-m y el grupo S-h (P > 0,01). significa altamente significativo (p < 0,01).^**

Tabla 2. Efecto del nivel de proteína cruda dietética sobre la producción de leche y el contenido de proteína láctea de ovejas de lana semifina de Yunnan en la lactancia tardía.

3.2. Impacto de los diferentes niveles de proteínas en la dieta sobre los parámetros bioquímicos sanguíneos

Con base en los resultados presentados en la Tabla 3 y los estudios mencionados, se puede concluir que los diferentes niveles de proteína cruda en la dieta no tuvieron efectos significativos (P > 0.05) en la mayoría de los índices bioquímicos sanguíneos en ovinos, incluyendo aspartato aminotransferasa (AST), glucosa (GLU), proteína total (TP), alanina transaminasa (ALT), colesterol (CHOL), triglicéridos (TG), lactato deshidrogenasa (LDH), lipoproteína de alta densidad (HDL), lipoproteína de baja densidad (LDL), lactato (LACT), creatinina (CREA) y nivel de proteína C reactiva (CRPL). Sin embargo, la concentración de albúmina (ALB) y nitrógeno ureico en sangre (BUN) aumentó linealmente a medida que aumentaba la ingesta de proteínas en la dieta dentro de los grupos. El aumento en la concentración de albúmina puede estar relacionado con la modulación de la síntesis de albúmina y el catabolismo por la ingesta de proteínas en la dieta, mientras que el aumento en la concentración de BUN puede deberse a la baja energía de la alimentación suplementaria o al balance negativo de energía y nitrógeno en el rumen. Además, la concentración de urea en el suero de las ovejas lactantes también aumentó linealmente con el aumento del nivel de proteína, lo que puede deberse a la contribución del amoníaco liberado por la degradación ruminal de la urea dietética o endógena al mantenimiento del pH ruminal fisiológico. Sin embargo, el nivel más alto de urea en el estudio no se consideró un peligro para la salud de las ovejas.

Tabla 3. Efecto de diferentes niveles de proteína cruda en la dieta sobre los parámetros bioquímicos de la sangre de ovejas lactantes de lana semifina de Yunnan.

3.3. Análisis de agrupamiento de muestras

Sobre la base del análisis de los datos de secuenciación del ADNr 16S, utilizamos el índice UniFrac no ponderado para medir el coeficiente de diferencia entre las muestras. Este índice tiene en cuenta la presencia o ausencia de diferentes taxones microbianos en cada muestra y calcula la similitud entre ellos en función de la distancia evolutiva de los taxones. Como se muestra en la Figura 2, los diferentes grupos están representados por barras de diferentes colores. Las muestras que se agrupan tienen una mayor similitud y es más probable que tengan comunidades microbianas similares. La barra de color negro representa muestras S-h2, S-h3 y S-h5, que pertenecen al mismo grupo y han recibido el mismo nivel de proteína dietética. Del mismo modo, la barra de color amarilla representa las muestras S-H2, S-I3 y S-I4, que también pertenecen al mismo grupo. Sin embargo, la agrupación de muestras puede no ser siempre consistente con la información del grupo, particularmente cuando el número de muestras es grande. En el caso de las barras de color rojo y verde, los grupos contienen un alto número de muestras de diferentes grupos, lo que indica que las comunidades microbianas en estas muestras pueden no estar bien definidas por la información del grupo. Finalmente, la muestra S-m1 mostró la mayor disimilitud con el grupo de barras de color negro, lo que indica que tiene una comunidad microbiana significativamente diferente en comparación con las otras muestras en ese grupo.

Figura 2. Agrupamiento de UPGMA basado en 18 muestras de heces de tres niveles diferentes de proteína cruda en la dieta. Cada grupo de proteínas dietéticas consta de 6 ovejas lactantes diferentes. Los diferentes colores de las ramas representan diferentes niveles de proteína cruda en la dieta.

3.4. Adquisición de datos

El proceso de adquisición de datos para un estudio que involucra 18 muestras fecales. Se obtuvieron un total de 1.514.256 etiquetas crudas, lo que representa 757,12 millones de bases en bruto. Después de filtrar por calidad y eliminar quimeras, se obtuvieron 1.273.193 etiquetas válidas, lo que representa 521,62 millones de bases válidas. El porcentaje de muestras válidas fue del >80% para todas menos una muestra, que tuvo un porcentaje del 78,93%. Después de filtrar la quimera, se contaron los datos y los resultados se representan en la Tabla 4. Observamos que la gran mayoría (99,99%) de las etiquetas válidas tenían entre 400 y 500 nt de longitud. Se eliminaron secuencias con longitudes inferiores a 400 nt, y no hubo secuencias con longitudes superiores a 500 nt en los datos como se muestra en la Figura 3. El porcentaje de etiquetas válidas con longitudes entre 300 y 400 nt fue de 0,07948519980867%, y el porcentaje con longitudes entre 200 y 300 nt fue de 0,0100534640074207%. La distribución de la longitud de las muestras individuales se presenta en la Figura suplementaria 1.

Tabla 4. Estadísticas de datos válidos de 18 muestras fecales originadas en ovejas lactantes de lana semifina de Yunnan.

Figura 3. La distribución de longitud de las secuencias se generó a partir de la metagenómica.

3.5. Abundancia e investigación de la comunidad microbiana

Evaluar la microbiota fecal en ovejas de lana semifina de Yunnan mediante secuenciación del metagenoma. El análisis se realizó en la región V3-V4 del ADNr 16S, y los resultados mostraron que la microbiota estaba compuesta principalmente por cinco filos con (>2% de abundancia relativa promedio), a saber, Firmicutes (65,10%), Bacteroidetes (21,33%), Fibrobacteres (4,15%), Spirochaetes (2,86%) y Proteobacteria (2,29%) que representa el 95,62% de la composición total (filos de la Tabla 1 Suplementaria). Los resultados se presentaron en las Figuras 4A, B que mostraron el filo y la clase de microbios en gráficos de barras apiladas, respectivamente. El microbio con mayor frecuencia y frecuencia en todas las muestras se muestra en el bloque de color en la parte inferior de la columna. Otros colores reflejan cepas y clases de bacterias que se recuperaron de muestras fecales tomadas de ovejas. La barra apilada tiene muchas columnas, cada una de las cuales representa un grupo separado.

Figura 4. Abundancia relativa % de microbiomas (A) Filo, (B) Clase, (C) Orden, (D) Familia, (E) Género y (F ) Especies en las heces de ovejas lactantes tempranas alimentadas con nivel graduado de proteína cruda.

Entre estos, Firmicutes fue el filo más representado en S-I2 (81,89%) y el más bajo en S-I6 (52,15%), seguido de Bacteroidetes que mostró la mayor abundancia relativa (32,75%) y más baja (6,7%) en los grupos S-I3 y S-I2, respectivamente. Además, los 30 principales taxones de clase y la clase no clasificada se observaron en todos los grupos con el porcentaje de abundancia relativa más alto de 1.03% en S-H2 y más bajo en 0.17% en S-H4. Las figuras 4C, D representan el orden y la familia de microbios en el diagrama de conglomerados. La distancia Bray-Curtis se utiliza en el diagrama de agrupamiento de muestras para describir el grado de similitud entre las muestras fecales. En el lado izquierdo de los diagramas de racimo está la distancia Bray-Curtis del árbol de racimos. A la derecha están las parcelas de la distribución relativa de abundancia de las especies de cada muestra a nivel de puerta. Cuanto mayor sea la proporción, mayor será la frecuencia. La muestra S-I2 en la Figura 4C se observó en la parte inferior de la distancia Bray-Curtis con la mayor abundancia relativa de 77.19% entre los 30 taxones de orden superior. La abundancia relativa de estos filos y otros taxones variados en diferentes grupos de tratamiento se presentan en la Tabla Suplementaria 2.

Las familias Ruminococcaceae y Lachnospiraceae de Firmicutes fueron las familias relativamente más abundantes en las heces de las ovejas de lana semifina de Yunnan, y su abundancia varió con el nivel de proteína cruda en la dieta. Del mismo modo, diferentes familias de filos Bacteroidetes y Fibrobacteres también mostraron variación en abundancia relativa. El estudio también identificó familias y géneros únicos específicos para ciertos grupos de animales. El análisis se presentó en forma de gráficos de barras apiladas, diagramas de conglomerados y mapas de calor para demostrar la abundancia y agrupación de diferentes taxones Figuras 4E, F. De acuerdo con la abundancia relativa de cada muestra, los 30 taxones más altos se agruparon a la similitud de abundancia entre las muestras. El gradiente de azul a rojo en el mapa de calor refleja el cambio en la frecuencia de menor a mayor. Cuanto más cerca del azul, menor es la riqueza y mayor es la riqueza cuando está cerca del color rojo. El género relativamente predominante encontrado en todos los grupos fue Ruminococcaceae-UCG-005 de Ruminococcaceae (Firmicutes) que representa el 10,65% en S-h, el 11,69% en S-m y el 11,57% en el grupo S-I de todos los géneros asignados incluidos (Figura 4E), dentro de la familia Lachnospiraceae. La información detallada asociada con la abundancia a nivel de género se incluyó en la Tabla Suplementaria 3.

3.6. Análisis de la diversidad alfa

En el estudio actual, utilizamos el análisis de diversidad alfa para comparar la diversidad microbiana en muestras fecales tratadas con tres niveles diferentes de PC. La diversidad alfa se refiere a la diversidad dentro de la muestra o una estimación de especies para reflejar la riqueza y uniformidad de cada muestra. Se calcularon varios índices de diversidad alfa utilizando QIIME, incluidos Chao1 (Figura 5A), Shannon (Figura 5B), Observed_otus (Figura 5C) e índice Goods_coverage (Figura 5D). El índice anterior también muestra la riqueza y diversidad de muestras de heces tratadas con tres niveles diferentes de proteína cruda en ovejas. Los resultados se representaron en figuras de violín para comparar la diversidad dentro de los grupos. También se realizó el análisis de la curva de rarefacción para analizar los índices de diversidad con respecto al número de etiquetas seleccionadas aleatoriamente. Las curvas de rarefacción para los índices Chao1 (Figura 5A1), Shannon (Figura 5B1), Observed_otus (Figura 5C2) y Goods_coverage índice (Figura 5D1) revelan la diversidad microbiológica entre las muestras de heces. Los resultados del análisis de diversidad alfa se presentaron en la Tabla Suplementaria 4. El valor de chao1 y el número de otus observados en el grupo S-h fueron significativamente mayores que en el grupo S-I y S-m (P < 0,05), lo que indica una mayor riqueza microbiana en el grupo S-h. Sin embargo, no se encontró disimilitud entre el grupo S-I y el grupo S-m (P > 0,05) en ambos índices. El valor de Shannon en el grupo S-h fue significativamente mayor en comparación con el grupo S-I (P < 0,01), lo que sugiere que se observó una mayor diversidad microbiana en el grupo S-h. Además, el valor de Shannon en el grupo S-m no difirió del de los otros dos grupos (P > 0,05). El valor del número de buenos promedios en el grupo S-h fue significativamente mayor (P < 0,05) que en el grupo S-I. Mientras que, se observó una diferencia no significativa entre S-m y otros dos grupos. Los hallazgos del análisis de diversidad alfa revelaron diferencias en la riqueza y diversidad microbiana entre los tres tratamientos, con los valores más altos observados en el grupo S-h.

Figura 5. Los valores relacionados con el índice chao1, Shannon, observed_otus y goods_averae. significa resultado significativo (p < 0,05). significa resultado altamente significativo (p < 0,01).^**

4. Discusión

La proteína es esencial para que las ovejas crezcan, mantengan y reparan sus tejidos, así como para producir leche durante la lactancia. Durante el embarazo y la lactancia, la demanda de proteínas aumenta significativamente, y si la dieta de las ovejas no proporciona suficiente proteína, el crecimiento y el rendimiento reproductivo pueden verse afectados negativamente. Alimentar a una dieta equilibrada que satisfaga los requisitos de proteínas del animal puede ayudar a garantizar un crecimiento óptimo, la producción de leche y el rendimiento reproductivo en las ovejas (13-15). Es interesante observar que agregar proteína cruda a la dieta de las ovejas puede tener un impacto positivo en su crecimiento, mantenimiento y rendimiento reproductivo (14-16). Sin embargo, la falta de datos experimentales sobre los efectos de los diferentes niveles de proteína cruda en la dieta sobre el peso corporal, los parámetros bioquímicos de la sangre, la abundancia del microbioma fecal y la diversidad alfa en las ovejas durante los primeros 90 días después del parto revela una brecha en nuestra comprensión de esta área. Este estudio encontró que las ovejas alimentadas con 10.34% de nivel de proteína (grupo S-m) y 13.93% de nivel de proteína (grupo S-h) aumentaron significativamente el aumento de peso en comparación con el grupo de bajo nivel de proteína (S-I). Los resultados de este estudio apoyan el cuerpo de conocimiento existente y son consistentes con los hallazgos de investigaciones anteriores (20-22). Sin embargo, se observaron diferencias no significativas con respecto al aumento de peso entre los grupos de proteína regular y más alta. Además, el estudio sugiere que un aumento de la proteína cruda en la dieta puede aumentar la producción de leche siempre y cuando se mantenga el equilibrio de otros nutrientes. Los grupos alimentados con un mayor nivel de proteína cruda en su dieta también tuvieron una mayor producción de leche en comparación con el grupo bajo en proteínas. Sin embargo, los diferentes niveles de proteína cruda no afectaron significativamente el contenido de proteína de la leche entre todos los grupos, estos hallazgos son consistentes con las observaciones realizadas por estudios anteriores (11, 21, 23).

El efecto de los niveles de proteína cruda (PC) en la dieta sobre los índices bioquímicos de las ovejas es una interacción compleja entre la composición específica de nutrientes de la dieta y los procesos metabólicos dentro del cuerpo (24). Las dietas con niveles más altos de PC se asocian con concentraciones más altas de aminoácidos esenciales, que pueden desempeñar un papel en la regulación de los procesos metabólicos (25). La síntesis de albúmina y el catabolismo son modulados por la ingesta de proteínas en la dieta, y la albúmina proporciona aminoácidos para apoyar el anabolismo tisular periférico cuando el suministro de proteínas en la dieta es inadecuado para satisfacer los requisitos (20, 23). La concentración de nitrógeno ureico en sangre (BUN) en ovejas lactantes aumentó con el aumento de los niveles de proteínas en la dieta, lo que puede deberse a la baja energía de la alimentación suplementaria, el balance negativo de energía y nitrógeno en el rumen, o la inhibición de la reproducción microbiana ruminal (20, 26). Sin embargo, a pesar del aumento de la concentración de BUN y ALB con niveles más altos de proteína en la dieta, los valores se mantuvieron dentro de los rangos normales (27, 28). En el estudio actual, la concentración de urea aumentó linealmente con el aumento de la ingesta de proteína cruda en grupos de ovejas lactantes, pero el nivel más alto de urea observado no representaba ningún peligro para la salud de las ovejas (20). Se sabe que el amoníaco liberado de la descomposición de la urea dietética o endógena en el rumen contribuye al mantenimiento del pH del proceso fisiológico ruminal (26, 29). Además de afectar los procesos metabólicos, las dietas altas en proteínas crudas también pueden afectar las comunidades de microbiomas en el rumen. Un árbol filogenético de UPGMA en el estudio mostró que las muestras del grupo de proteína cruda alta se agruparon por separado, lo que indica diferencias en las colonias de microbiomas entre los grupos (30). Es importante tener en cuenta que el efecto de las dietas altas en proteínas crudas en las comunidades de microbiomas en el rumen no se comprende completamente y requiere más investigación. En general, el efecto de los niveles de proteína cruda en la dieta sobre los índices bioquímicos de las ovejas depende de varios factores, incluida la composición de nutrientes de la dieta y los procesos metabólicos dentro del cuerpo. Si bien las dietas altas en proteínas crudas pueden conducir a un aumento de las concentraciones de BUN y urea, los niveles observados en el estudio actual no representan un peligro para la salud de las ovejas.

El predominio de Firmicutes y Bacteroidetes entre todos los filos de la microbiota de animales rumiantes, incluyendo ovinos, caprinos, bovinos y porcinos, ha sido reportado en varios estudios (31-37). Estos dos filos son esenciales para la ecología microbiana del intestino de los rumiantes y se ha encontrado que desempeñan un papel crítico en la fermentación de los componentes del alimento (20, 27, 38). En el presente estudio sobre ovejas de lana semifina de Yunnan, la abundancia relativa de Firmicutes fue del 65,10%, mientras que la de Bacteroidetes fue del 21,33% de la composición total, lo que es consistente con los hallazgos en heces de oveja reportados por otros estudios (18, 39). Sin embargo, se encontró que la proporción de Firmicutes a Bacteroidetes en cabras era mayor que en ovejas (35). En muestras fecales de cerdo, predominó la abundancia de Bacteroidetes, variando de 42,0 a 51,9%, seguido de Firmicutes (28). En contraste, Proteobacteria fue dominante en las heces de pollo, seguido de Firmicutes, Bacteroidetes y Tenericutes (40). Las diferencias en la abundancia de Firmicutes y Bacteroidetes entre estos estudios pueden atribuirse a diversos factores, como especies animales, etapas de crecimiento, posición de muestreo y tiempo de recolección, componentes dietéticos y otros factores ambientales. En nuestro estudio, Ruminococcaceae dentro del filo Firmicutes resultó ser la familia relativamente más abundante, representando el 42,94% de todas las secuencias encontradas a nivel familiar. La abundancia de Ruminococcaceae fue mayor en el grupo alimentado con un nivel de proteína cruda dietética del 13,93% en comparación con los otros dos grupos (36,56 y 34,74%, respectivamente). En el presente estudio observamos que Rikenellaceae fue la familia relativamente más abundante en el grupo S-m, seguida de Prevotellaceae, mientras que Fibrobacteraceae fue más abundante en los grupos S-m y S-I en comparación con el grupo S-h. Los resultados anteriores son consistentes con estudios previamente reportados (27, 39). A nivel de género, Ruminococcaceae-UCG-005 de Ruminococcaceae y Lachnospiraceae no clasificadas fueron las más relativamente abundantes en todos los grupos, mientras que Ruminococcaceae-UCG-010 y Ruminococcus-1 mostraron mayor abundancia en el grupo S-h en comparación con el grupo S-I. Por el contrario, Fibrobacter mostró el patrón opuesto, con mayor abundancia en el grupo S-I y menor abundancia en el grupo S-h. El mismo tipo de patrón fue reportado en estudios previos con respecto a la abundancia del género Ruminococcus-1 en rumiantes (16, 41).

Curiosamente, se ha sugerido que Ruminococcus tiene conexiones negativas con la producción de leche en las vacas, pero un estudio encontró un aumento en la abundancia de Ruminococcus en participantes con sobrepeso después de la intervención con probióticos en comparación con los participantes de peso normal (42, 43). Estos hallazgos sugieren que Ruminococcus puede tener un papel más complejo en relación con el metabolismo y la regulación del peso de lo que se pensaba anteriormente (43, 44). Se realizó otro estudio para evaluar los efectos de los probióticos en la microbiota intestinal y su asociación con la obesidad infantil (25). Los resultados mostraron un aumento significativo en el género Ruminococcus en los participantes obesos después de la intervención probiótica en comparación con los participantes de peso normal. Se necesitan más estudios para dilucidar los mecanismos subyacentes a estas asociaciones y desarrollar intervenciones específicas para modular la composición de la microbiota intestinal en busca de beneficios para la salud.

5. Conclusión

En conclusión, el estudio encontró que el aumento de los niveles de proteína en la dieta en las ovejas lactantes tempranas puede mejorar su ganancia diaria y la producción de leche, así como aumentar los niveles de ALB y BUN. Se encontró que el nivel más bajo de proteína cruda era el más desfavorable, mientras que el nivel más alto no superó significativamente el nivel moderado. El estudio también reveló que diferentes niveles de proteína cruda se asociaron con bacterias intestinales y microbiota fecal, siendo Firmicutes y Bacteroidetes los filos dominantes en las muestras fecales, independientemente de los niveles de proteína en la dieta. El árbol filogenético UPGMA mostró un grupo distinto de bacterias fecales en el grupo de alta proteína. Todavía se necesita más investigación para comprender las características de las comunidades bacterianas intestinales en diferentes etapas de crecimiento. En general, este estudio proporciona información valiosa sobre el nivel adecuado de proteína cruda para la salud de las ovejas y sus corderos, lo que puede ayudar en el desarrollo de estrategias de alimentación efectivas para las ovejas lactantes tempranas.

Declaración de disponibilidad de datos

Los datos presentados en el estudio están depositados en el repositorio del NCBI, números de acceso SAMN25981821-SAMN25981838.

Declaración ética

El estudio en animales fue revisado y aprobado por el Comité de Ética del Instituto Veterinario y de Ciencia Animal de Yunnan (201911004).

Contribuciones del autor

SA y XZ: muestreo, investigación, metodología, software, validación, curación de datos, análisis formal y redacción: borrador original. XN y CL: curación de datos, análisis formal e investigación. HY y BD: manejo animal. SA, MH y MB: revisión y redacción: revisión y edición. GQ: conceptualización, adquisición de fondos, administración de proyectos, recursos, investigación, supervisión, visualización y escritura: revisión y edición. Todos los autores contribuyeron al artículo y aprobaron la versión presentada.

Financiación

La financiación fue proporcionada por el Sistema Nacional de Tecnología Industrial de Lana Caprina de China (Subvención No. CARS-39).

Reconocimientos

Los autores desean agradecer a Zhejiang Vegamax Biotechnology Co., Ltd., por su cooperación en este estudio.

Conflicto de intereses

SA fue empleado por Zhejiang Vegamax Biotechnology Co., Ltd.

Los autores restantes declaran que la investigación se realizó en ausencia de cualquier relación comercial o financiera que pudiera interpretarse como un posible conflicto de intereses.

Nota del editor

Todas las afirmaciones expresadas en este artículo son únicamente las de los autores y no representan necesariamente las de sus organizaciones afiliadas, o las del editor, los editores y los revisores. Cualquier producto que pueda ser evaluado en este artículo, o reclamo que pueda ser hecho por su fabricante, no está garantizado ni respaldado por el editor.

Material complementario

El material complementario para este artículo se puede encontrar en línea en: https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fvets.2023.1223450/full#supplementary-material

Referencias